盾构机用流体多功能试验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种盾构机用流体多功能试验台，包括：刀盘喷口装置、搅拌装置、泡沫系统、膨润土系统、水系统、油脂系统、空气系统、监控系统、收集箱、外接口集成板、底座；其中，刀盘喷口装置包括搅拌容器、刀盘喷口、土压传感器、隔膜式压力表、玻璃视镜和搅拌棒；搅拌装置包括减速器、主轴、轴承、轴端密封、搅拌叶片和搅拌棒；本实用新型专利技术集成了盾构机的各个流体系统，可模拟其不同工况下的工作状态，测试系统整体及所属元器件的性能参数，同时也可以输出多种流体介质，为盾构机的设计、制造和使用提供了试验研究平台。

Multipurpose fluid test bed for shield machine

The utility model discloses a fluid multifunctional test bench, a shield machine comprises a cutter nozzle device, stirring device, foam system, bentonite system, water system, oil system, air system, monitoring system, collecting box, the external interface board, integrated base; among them, the cutter device comprises a mixing nozzle container, cutter nozzle, pressure sensor, diaphragm pressure gauge, glass mirrors and a stirring rod; stirring device comprises a reducer, shaft, bearings, shaft seal, mixing blades and bars; the utility model integrates various shield machine flow system, which can simulate the different working state the whole test system and the components of the performance parameters, but also can output a variety of media, provide a test platform for the research of design, manufacture and use of shield machine.

【技术实现步骤摘要】
盾构机用流体多功能试验台
本技术涉及隧道施工设备的
，具体涉及一种盾构机用流体多功能试验台。
技术介绍
随着我国城市化进程的快速发展，盾构技术迅速普及，而目前在盾构机流体系统的设计中各流体系统的性能、各元器件的性能和参数主要靠经验借鉴或者现场测试，国内尚没有专门对盾构机流体系统进行测试的设备。为了缩短设计周期，加快新产品的研发速度，使盾构机的设计科学合理，以提高现有产品的技术水平，设计一套安全、环保、便捷、易于扩展、适应性强的盾构机流体多动能试验平台是需要解决的重要问题。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
的不足，本技术提供了一种盾构机用流体多功能试验台，以解决现有技术的适应性差，集成度低，检测精确度差的技术问题。本技术的技术方案是：一种盾构机用流体多功能试验台，包括刀盘喷口装置、搅拌装置、泡沫系统、膨润土系统、水系统、油脂系统、空气系统、监控系统、收集箱、外接口集成板和底座；水系统通过管路分别与泡沫系统、膨润土系统、刀盘喷口装置、收集箱以及外接口集成板相连接，空气系统通过集成板接口与泡沫系统、油脂系统和刀盘喷口装置相连接，油脂系统与外接口集成板相连接，膨润土系统分别与刀盘喷口装置、收集箱、外接口集成板相连接，泡沫系统与刀盘喷口装置、收集箱、外接口集成板相连接；其中，所述刀盘喷口装置包括搅拌容器、刀盘喷口、土压传感器、隔膜式压力表、玻璃视镜、被动搅拌棒和固定架，搅拌容器安装在固定架上，搅拌容器的外端面上设有刀盘喷口、土压传感器和膈膜式压力表，玻璃视镜安装在搅拌容器的外侧面上，在所述搅拌容器的内部端面上设有被动搅拌棒；所述搅拌装置包括变频电机Ⅰ、减速器Ⅰ、主轴、联轴器、搅拌叶片和搅拌棒，减速器Ⅰ安装在固定架上，变频电机Ⅰ的输出轴与减速器Ⅰ的输入轴相连接，减速器Ⅰ的输出轴通过联轴器与主轴的输入端相连接，主轴输出端水平设置于搅拌容器内部，主轴的输出端设有搅拌叶片，搅拌叶片远离主轴的一端设有搅拌棒；所述泡沫系统包括泡沫原液泵、泡沫混合泵、泡沫原液箱、泡沫混合液箱和泡沫发生器，泡沫原液泵的入口与泡沫原液箱底部相连接，泡沫原液泵的出口与泡沫混合液箱相连接，泡沫混合泵的入口与泡沫混合液箱底部相连接，泡沫混合泵出口与泡沫发生器相连接，泡沫发生器与外接口集成板上的泡沫输出口相连接。所述膨润土系统包括挤压泵和膨润土搅拌箱，挤压泵的入口通过管道与膨润土搅拌箱相连接，挤压泵的出口分别与外接口集成板上的膨润土输出口、收集箱相连接；所述油脂系统包括HBW油脂泵、盾尾油脂泵和Ep2油脂泵，HBW油脂泵的入口、盾尾油脂泵的入口和Ep2油脂泵的入口均设置有输入接口，HBW油脂泵的出口与外接口集成板上的HBW油脂输出口相连接、盾尾油脂泵的出口与外接口集成板上盾尾油脂输出口相连接，Ep2油脂泵的出口与外接口集成板上Ep2油脂输出口相连接；所述监控系统包括控制箱、工控机和PLC，工控机设置在控制箱面板上，PLC设置在控制箱内部，工控机和PLC之间通过电缆相连接，PLC与液位开关相连接。所述膨润土搅拌箱与泡沫混合液箱结构相同，在箱体上设有变频电机Ⅱ和减速器Ⅱ，变频电机Ⅱ输出轴水平设置并与减速器Ⅱ输入轴相相连接，减速器Ⅱ输出轴竖直设置并与位于箱体内的搅拌轴的一端相连接，搅拌轴的另一端通过轴座与箱体相连接，搅拌轴通过轴套与叶片轴相连接，叶片轴上设有叶片。所述泡沫发生器由三个并联的泡沫发生单元、泡沫视镜构成，泡沫视镜的一端与泡沫发生单元相连接，泡沫视镜的另一端与手动球阀相连接，手动球阀与泡沫视镜之间设有压力传感器。所述泡沫发生单元包括入口座、连接体、喷嘴、前挡圈、腔体、后挡圈和出口座，腔体的一端与连接体相连接、另一端与出口座相连接，连接体的另一端与入口座相连接，喷嘴套设在入口座的内部，腔体内填充有玻璃微珠，腔体与连接体之间设有前挡圈和O型圈，腔体与出口座之间设有后挡圈和O型圈，入口座与连接体之间设有O型圈。所述刀盘喷口装置设有两个刀盘喷口和两个玻璃视镜，两个刀盘喷口分别位于主轴的两侧，一个玻璃视镜水平设置于搅拌容器的外侧面上，另外一个玻璃视镜与水平设置的玻璃视镜之间的夹角为100°~140°。所述主轴与搅拌容器之间采用迷宫式机械密封+Y型密封+O型圈组合式主轴密封方式。所述所述清水箱、泡沫原液箱、泡沫混合液箱、膨润土搅拌箱和收集箱均安装有液位开关。所述管道中设有手动球阀、手动截止阀、丝扣式止回阀和电动调节阀。本技术将盾构机的各个流体系统进行高度集成，可模拟不同工况下各个系统的工作状态及所属元器件的性能参数，模拟刀盘搅拌与渣土改良实验，测试刀盘喷口橡胶板性能，同时也可以输出多种流体介质，本技术所有元器件均可更换，可实现对不同形式的传感器、泵以及阀门等流体元器件的可靠性验证以及系统优化设计，为实现盾构零部件的国产化提供数据支持。附图说明图1为盾构机用流体多功能试验台原理图。图2为盾构机用流体多功能试验台总装图。图3为刀盘喷口及搅拌装置剖视图。图4为刀盘喷口及搅拌装置主视图。图5为刀盘喷口及搅拌装置左视图。图6为膨润土搅拌箱结构图。图7为泡沫发生单元剖视图。图8为泡沫发生单元右视图。其中各标号对应部件为：1-HBW油脂泵；2-盾尾油脂泵；3-EP2油脂泵；4-膨润土搅拌箱；401-减速器Ⅱ；402-变频电机Ⅱ；403-叶片；404-搅拌轴；405-叶片轴；406-轴套；407-轴座；408-箱体；5-挤压泵；6-清水箱；7-水泵8-泡沫原液箱；9-泡沫原液泵；10-泡沫混合液箱；11-泡沫混合液泵；12-丝扣式止回阀；13-流量传感器；14-电动调节阀；15-泡沫发生器；151-泡沫发生单元；1511-入口座；1512-连接体；1513-喷嘴；1514-前挡圈；1515-腔体；1516-玻璃微珠；1517-后挡圈；1518-出口座；1519-O型圈；152-泡沫视镜；16-压力传感器；17-手动球阀18-手动截止阀19-刀盘喷口装置；191-玻璃视镜；192-被动搅拌棒；193-刀盘喷口；194-搅拌容器；195-土压传感器；196-隔膜式压力表；20-搅拌装置；201-减速器Ⅰ；202-联轴器；203-主轴；204-搅拌棒；205-搅拌叶片；206-变频电机Ⅰ；21-收集箱；211-物料开关；22-外接口集成板；221-泡沫输出口；222-清水输出口；223-膨润土输出口；224-空气输入口；225-盾尾油脂输出口；226-HBW油脂输出口；227-EP2油脂输出口；23-减压阀；24-控制箱；25-底座；26-固定架。具体实施方式实施例：如图1-8所示，本技术提供了一种盾构机用流体多功能试验台，用于模拟盾构机的各个流体系统不同工况下的工作状态，测试系统整体及所属元器件的性能参数，输出多种流体介质，模拟刀盘搅拌与渣土改良实验，包括：刀盘喷口装置19、搅拌装置20、泡沫系统、膨润土系统、水系统、油脂系统、空气系统、监控系统、收集箱21、外接口集成板22、底座25、管道和电缆。其中，水系统通过管路接入泡沫系统、膨润土系统、刀盘喷口装置19、收集箱21以及外接口集成板22；空气系统从集成板22接口接入泡沫系统、油脂系统与刀盘喷口装置19；油脂系统与外接口集成板22相连；膨润土系统分别接入刀盘喷口装置19、收集箱21与外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构机用流体多功能试验台，其特征在于：包括刀盘喷口装置（19）、搅拌装置（20）、泡沫系统、膨润土系统、水系统、油脂系统、空气系统、监控系统、收集箱（21）、外接口集成板（22）和底座（25）；水系统通过管路分别与泡沫系统、膨润土系统、刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）以及外接口集成板（22）相连接，空气系统通过集成板（22）接口与泡沫系统、油脂系统和刀盘喷口装置（19）相连接，油脂系统与外接口集成板（22）相连接，膨润土系统分别与刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）、外接口集成板（22）相连接，泡沫系统与刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）、外接口集成板（22）相连接；其中，所述刀盘喷口装置（19）包括搅拌容器（194）、刀盘喷口（193）、土压传感器（195）、隔膜式压力表（196）、玻璃视镜（191）、被动搅拌棒（192）和固定架（26），搅拌容器（194）安装在固定架（26）上，搅拌容器（194）的外端面上设有刀盘喷口（193）、土压传感器（195）和膈膜式压力表（196），玻璃视镜（191）安装在搅拌容器（194）的外侧面上，在所述搅拌容器（194）的内部端面上设有被动搅拌棒（192）；所述搅拌装置（20）包括变频电机Ⅰ（206）、减速器Ⅰ（201）、主轴（203）、联轴器（202）、搅拌叶片（205）和搅拌棒（204），减速器Ⅰ（201）安装在固定架（26）上，变频电机Ⅰ（206）的输出轴与减速器Ⅰ（201）的输入轴相连接，减速器Ⅰ（201）的输出轴通过联轴器（202）与主轴（203）的输入端相连接，主轴（203）输出端水平设置于搅拌容器（194）内部，主轴（203）的输出端设有搅拌叶片（205），搅拌叶片（205）远离主轴（203）的一端设有搅拌棒（204）；所述泡沫系统包括泡沫原液泵（9）、泡沫混合泵（11）、泡沫原液箱（8）、泡沫混合液箱（10）和泡沫发生器（15），泡沫原液泵（9）的入口与泡沫原液箱（8）底部相连接，泡沫原液泵（9）的出口与泡沫混合液箱（10）相连接，泡沫混合泵（11）的入口与泡沫混合液箱（10）底部相连接，泡沫混合泵（11）出口与泡沫发生器（15）相连接，泡沫发生器（15）与外接口集成板（22）上的泡沫输出口（221）相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种盾构机用流体多功能试验台，其特征在于：包括刀盘喷口装置（19）、搅拌装置（20）、泡沫系统、膨润土系统、水系统、油脂系统、空气系统、监控系统、收集箱（21）、外接口集成板（22）和底座（25）；水系统通过管路分别与泡沫系统、膨润土系统、刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）以及外接口集成板（22）相连接，空气系统通过集成板（22）接口与泡沫系统、油脂系统和刀盘喷口装置（19）相连接，油脂系统与外接口集成板（22）相连接，膨润土系统分别与刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）、外接口集成板（22）相连接，泡沫系统与刀盘喷口装置（19）、收集箱（21）、外接口集成板（22）相连接；其中，所述刀盘喷口装置（19）包括搅拌容器（194）、刀盘喷口（193）、土压传感器（195）、隔膜式压力表（196）、玻璃视镜（191）、被动搅拌棒（192）和固定架（26），搅拌容器（194）安装在固定架（26）上，搅拌容器（194）的外端面上设有刀盘喷口（193）、土压传感器（195）和膈膜式压力表（196），玻璃视镜（191）安装在搅拌容器（194）的外侧面上，在所述搅拌容器（194）的内部端面上设有被动搅拌棒（192）；所述搅拌装置（20）包括变频电机Ⅰ（206）、减速器Ⅰ（201）、主轴（203）、联轴器（202）、搅拌叶片（205）和搅拌棒（204），减速器Ⅰ（201）安装在固定架（26）上，变频电机Ⅰ（206）的输出轴与减速器Ⅰ（201）的输入轴相连接，减速器Ⅰ（201）的输出轴通过联轴器（202）与主轴（203）的输入端相连接，主轴（203）输出端水平设置于搅拌容器（194）内部，主轴（203）的输出端设有搅拌叶片（205），搅拌叶片（205）远离主轴（203）的一端设有搅拌棒（204）；所述泡沫系统包括泡沫原液泵（9）、泡沫混合泵（11）、泡沫原液箱（8）、泡沫混合液箱（10）和泡沫发生器（15），泡沫原液泵（9）的入口与泡沫原液箱（8）底部相连接，泡沫原液泵（9）的出口与泡沫混合液箱（10）相连接，泡沫混合泵（11）的入口与泡沫混合液箱（10）底部相连接，泡沫混合泵（11）出口与泡沫发生器（15）相连接，泡沫发生器（15）与外接口集成板（22）上的泡沫输出口（221）相连接。2.根据权利要求1所述的盾构机用流体多功能试验台，其特征在于：所述膨润土系统包括挤压泵（5）和膨润土搅拌箱（4），挤压泵（5）的入口通过管道与膨润土搅拌箱（5）相连接，挤压泵（5）的出口分别与外接口集成板（22）上的膨润土输出口（223）、收集箱（21）相连接；所述油脂系统包括HBW油脂泵（1）、盾尾油脂泵（2）和Ep2油脂泵（3），HBW油脂泵（1）的入口、盾尾油脂泵（2）的入口和Ep2油脂泵（3）的入口均设置有输入接口，HBW油脂泵（1）的出口与外接口集成板（22）上的HBW油脂输出口（226）相连接、盾尾油脂泵（2）的出口与外接口集成板（22）上盾尾油脂输出口（225）相连接，Ep2油脂泵（3）的出口与外接口集成板（22）上E...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚廷民，杨爱军，李莉，杨兴亚，郑霄峰，谌文涛，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41